JP7266049B2 - ブラシレス直流電気モータ、および関連する制御方法 - Google Patents
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Description
ブラシレス直流電気モータを制御するための方法であって、前記電気モータは、
-永久磁石を備えるロータと、
-電磁励磁コイルを有するステータと、
-前記ロータの所定の角度位置を検出するように構成された、好適には単一のホール効果センサである少なくとも1つのホール効果センサと、
-単数または複数のコイルにおける電気量であって、前記ロータの位置に応じて変化する電気量を測定するための手段と、
を備え、
前記方法は、前記電気モータを始動させるための以下のステップ、すなわち、
-単数または複数のコイルにおける前記電気量が、前記測定手段を使用して測定されるステップと、
-前記電気量の測定値に基づいて前記ロータの位置が特定されるステップと、
-前記特定されたロータ位置に関連する所定の励磁信号が印加されるステップと、
-次いで、前記ホール効果センサの状態変化毎に、所定の励磁信号のシーケンスが印加されるステップと、
を備える制御方法に関する。
-前記電気モータは、磁極集中を有する電気モータである。
-前記永久磁石は、強磁性材料の本体に一体化(または埋設または埋蔵)されている。
-前記ホール効果センサは、前記ロータに連結された制御磁石に関連付けられ、前記制御磁石の極対の個数は、前記電気モータの極対の個数の3倍に等しい。
-前記ロータ(3)を回転駆動するように、前記ロータ(3)の位置に応じて前記コイルに印加される前記励磁信号を決定する第1予備ステップ。
-前記ロータ(3)の異なる位置に関連する前記電気量の値を測定する第2予備ステップ。
前記電気量の測定は、以下のステップ、すなわち、
-所定の電圧が第1および第2相に関連する前記コイル間に印加され、前記電圧が前記第2または第3相において測定され、前記測定された電圧の値が前記印加電圧の半分の値と比較され、前記第1および第2相に関連するインダクタンス間の相対値が推定されるステップと、
-所定の電圧が前記第1および第3相に関連する前記コイル間に印加され、前記電圧が前記第3または第2相において測定され、前記測定された電圧の値が前記印加電圧の半分の値と比較され、前記第1および第3相に関連する前記インダクタンス間の相対値が推定されるステップと、
-所定の電圧が前記第2および第3相に関連する前記コイル間に印加され、前記記電圧が第3または第1相において測定され、前記測定された電圧の値が前記印加電圧の半分の値と比較され、前記第2および第3相に関連する前記インダクタンス間の相対値が推定されるステップと、
を備え、
前記ロータの位置が、前記異なる相に関連する前記インダクタンスの相対値と、前記ホール効果センサが送信する前記信号の値とに基づいて特定される。
前記電気量の測定は、以下のステップ、すなわち、
-所定の電圧が第1および第2相に関連する前記コイル間に印加され、第1電圧が前記第2相において測定されるステップと、
-同じ所定の電圧が逆電流で前記第1および第2相に関連する前記コイル間に印加され、第2電圧が前記第2相において測定されるステップと、
-前記測定された第1電圧の値と第2電圧の値とが比較され、前記第1および第2相に関連する前記インダクタンスの相対値が推定されるステップと、
-所定の電圧が前記第3および第3相に関連する前記コイル間に印加され、第1電圧が前記第3相において測定されるステップと、
-同じ所定の電圧が逆電流で前記第1および第3相に関連する前記コイル間に印加され、第4電圧が前記第3相において測定されるステップと、
前記測定された第3電圧の値と第4電圧の値とが比較され、前記第1および第3相に関連する前記インダクタンスの相対値が推定されるステップと、
-所定の電圧が前記第2および第3相に関連する前記コイル間に印加され、第5電圧が前記第3相において測定されるステップと、
同じ所定の電圧が逆電流で前記第2および第3相に関連する前記コイル間に印加され、第6電圧が前記第3相において測定されるステップと、
前記測定された第5電圧の値と第6電圧の値とが比較され、前記第2および第3相に関連する前記インダクタンスの相対値が推定されるステップと、
を備え、
前記ロータの位置が、前記異なる相に関連する前記インダクタンスの相対値と、前記ホール効果センサが送信する信号の値とに基づいて特定される。
前記ロータのサイクルは、それぞれ6個の励磁信号に関連付けられる6個の角度部分に分割可能であり、3つの角度部分が前記ホール効果センサからの前記信号の第1レベルに対応し、他の3つの角度部分が前記ホール効果センサからの前記信号の第2レベルに対応し、前記ホール効果センサに対応する前記3つの角度部分のうち、前記ロータの位置に対応する前記角度部分が、前記電気量の測定に基づいて特定される。
-永久磁石を備えるロータと、
-電磁励磁コイルを有するステータと、
-前記ロータの所定の角度位置を検出するように構成された、好適には単一のホール効果センサである少なくとも1つのホール効果センサと、
-前記ロータを回転駆動するように、前記ロータの位置に応じて所定の励磁信号を前記コイルに印加するように構成された制御ユニットと、
を備えるブラシレス直流電気モータであって、
前記制御ユニットは、また、始動時に、
-単数または複数のコイルにおける電気量であって、前記ロータの位置に応じて変化する電気量を測定するステップと、
-前記測定された電気量の値に応じて前記ロータの位置を特定するステップと、
-前記ロータの特定された位置に関連する所定の励磁信号を印加するステップと、
-次いで、前記ホール効果センサの状態変化毎に、所定の励磁信号のシーケンスを印加するステップと、
を実施するように構成される、ブラシレス直流電気モータに関する。
-相AとBとの間に電圧ステップVintを5μsに亘って印加する第1ステップ201であって、相Aは電圧源13の正端子に接続し、相Bは電圧源13の負端子に接続している第1ステップ201、
-中間点と相Bとの間の電圧Vabを測定する第2ステップ202、
-電圧が印加されない5μsの休止に対応する第3ステップ203、
-相BとAとの間に電圧ステップVintを5μsに亘って印加する第4ステップ204であって、相Bは電圧源13の正端子に接続し、相Aは電圧源13の負端子に接続している第4ステップ204、
-中間点と相Aとの間の電圧Vbaを測定する第5ステップ205、
-電圧が印加されない5μsの休止に対応する第6ステップ206、
-相AとCとの間に電圧ステップVintを5μsに亘って印加する第7ステップ207であって、相Aは電圧源13の正端子に接続し、相Cは電圧源13の負端子に接続している第7ステップ207、
-中間点と相Cとの間の電圧Vacを測定する第8ステップ208、
-電圧が印加されない5μsの休止に対応する第9ステップ209、
-相CとAとの間に電圧ステップVintを5μsに亘って印加する第10ステップ210であって、相Cは電圧源13の正端子に接続し、相Aは電圧源13の負端子に接続している第10ステップ210、
-中間点と相Aとの間の電圧Vcaを測定する第11ステップ211。
Claims (13)
- ブラシレス直流電気モータ(1)を制御するための方法であって、前記ブラシレス直流電気モータ(1)は、
-永久磁石(9)を備えるロータ(3)と、
-電磁励磁コイルを有するステータ(5)と、
-前記ロータ(3)の所定の角度位置を検出するように構成された、少なくとも1つのホール効果センサ(17)と、
-単数または複数の前記電磁励磁コイルにおける電気量であって、前記ロータ(3)の位置に応じて変化する電気量を測定するための手段と、
を備え、
前記方法は、前記ブラシレス直流電気モータ(1)を始動させるための以下のステップ、すなわち、
-単数または複数の前記電磁励磁コイルにおける前記電気量が、前記測定の手段を使用して測定されるステップ(102)と、
-前記電気量の測定値および前記少なくとも1つのホール効果センサ(17)の状態に基づいて前記ロータの位置が特定されるステップ(103)と、
-前記特定されたロータ位置に関連する所定の励磁信号が印加されるステップ(104)と、
-次いで、前記ホール効果センサ(17)の状態変化毎に、前記所定の励磁信号のシーケンスが印加されるステップ(105)と、
を備え、
前記電磁励磁コイルは、星形配置の3つの相(A、B、およびC)を形成し、
前記電気量が測定されるステップ(102)は、
-所定の電圧が第1および第2相(A、B)に関連する前記電磁励磁コイル間に印加され、前記所定の電圧が前記第2または第3相(B、C)において測定される第1測定ステップと、
-所定の電圧が前記第1および第3相(A、C)に関連する前記電磁励磁コイル間に印加され、前記所定の電圧が前記第3または第2相(B、C)において測定される第2測定ステップと、
-所定の電圧が前記第2および第3相(B、C)に関連する前記電磁励磁コイル間に印加され、前記所定の電圧が第3または第1相(A、C)において測定される第3測定ステップと、を含み、
前記ロータの位置が特定されるステップ(103)では、前記第1測定ステップで測定される前記電気量の測定値、前記第2測定ステップで測定される前記電気量の測定値、前記第3測定ステップで測定される前記電気量の測定値、及び前記少なくとも1つのホール効果センサ(17)の状態に基づいて前記ロータの位置が特定される、制御方法。 - ブラシレス直流電気モータ(1)を制御するための方法であって、前記ブラシレス直流電気モータ(1)は、
-永久磁石(9)を備えるロータ(3)と、
-電磁励磁コイルを有するステータ(5)と、
-前記ロータ(3)の所定の角度位置を検出するように構成された、少なくとも1つのホール効果センサ(17)と、
-単数または複数の前記電磁励磁コイルにおける電気量であって、前記ロータ(3)の位置に応じて変化する電気量を測定するための手段と、
を備え、
前記方法は、前記ブラシレス直流電気モータ(1)を始動させるための以下のステップ、すなわち、
-単数または複数の前記電磁励磁コイルにおける前記電気量が、前記測定の手段を使用して測定されるステップ(102)と、
-前記電気量の測定値および前記少なくとも1つのホール効果センサ(17)の状態に基づいて前記ロータの位置が特定されるステップ(103)と、
-前記特定されたロータ位置に関連する所定の励磁信号が印加されるステップ(104)と、
-次いで、前記ホール効果センサ(17)の状態変化毎に、前記所定の励磁信号のシーケンスが印加されるステップ(105)と、
を備え、
前記電磁励磁コイルは、星形配置の3つの相(A、B、およびC)を形成し、
前記電気量が測定されるステップ(102)は、
-所定の電圧が第1および第2相(A、B)に関連する前記電磁励磁コイル間に印加され、第1電圧が前記第2相(B)において測定される第1測定ステップと、
-同じ前記所定の電圧が逆電流で前記第1および第2相(A、B)に関連する前記電磁励磁コイル間に印加され、第2電圧が前記第1相(A)において測定される第2測定ステップと、
-所定の電圧が前記第1および第3相(A、C)に関連する前記電磁励磁コイル間に印加され、第3電圧が前記第3相(C)において測定される第3測定ステップと、
-同じ前記所定の電圧が逆電流で前記第1および第3相(A、C)に関連する前記電磁励磁コイル間に印加され、第4電圧が前記第1相(A)において測定される第4測定ステップと、
-所定の電圧が前記第2および第3相(B、C)に関連する前記電磁励磁コイル間に印加され、第5電圧が前記第3相(C)において測定される第5測定ステップと、
同じ前記所定の電圧が逆電流で前記第2および第3相(B、C)に関連する前記電磁励磁コイル間に印加され、第6電圧が前記第2相(B)において測定される第6測定ステップと、を含み、
前記ロータの位置が特定されるステップ(103)では、前記第1測定ステップで測定される前記電気量の測定値、前記第2測定ステップで測定される前記電気量の測定値、前記第3測定ステップで測定される前記電気量の測定値、前記第4測定ステップで測定される前記電気量の測定値、前記第5測定ステップで測定される前記電気量の測定値、前記第6測定ステップで測定される前記電気量の測定値、及び前記少なくとも1つのホール効果センサ(17)の状態に基づいて前記ロータの位置が特定される、制御方法。 - -前記ロータ(3)を回転駆動するように、前記ロータ(3)の位置に応じて前記電磁励磁コイルに印加される前記励磁信号を決定する第1予備ステップと、
-前記ロータ(3)の異なる位置に関連する前記電気量の値を測定する第2予備ステップと、
を更に備える請求項1又は2に記載の制御方法。 - 前記電気量は、前記電磁励磁コイルのうちの少なくとも1つのインダクタンス(La、Lb、Lc)である、
請求項1乃至3のいずれかに記載の制御方法。 - 前記電気量は、前記電磁励磁コイルのうちの2つの間の相互インダクタンスである、
請求項1乃至3のいずれかに記載の制御方法。 - 前記電気量の測定は、さらに、以下のステップ、すなわち、
前記第1測定ステップで測定された電圧の値が印加された前記所定の電圧の半分の値と比較され、前記第1および第2相(A、B)に関連するインダクタンス(La、Lb)間の相対値が推定されるステップと、
前記第2測定ステップで測定された電圧の値が印加された前記所定の電圧の半分の値と比較され、前記第1および第3相(A、C)に関連するインダクタンス(La、Lc)間の相対値が推定されるステップと、
前記第3測定ステップで測定された電圧の値が印加された前記所定の電圧の半分の値と比較され、前記第2および第3相(B、C)に関連するインダクタンス(Lb、Lc)間の相対値が推定されるステップと、
を備え、
前記ロータ(3)の位置が、前記3つの相(A、B、C)のうちの2つの相に関連するインダクタンス(La、Lb、Lc)の相対値と、前記ホール効果センサ(17)が送信する信号の値とに基づいて特定される、
請求項1に記載の制御方法。 - 前記電気量の測定は、さらに、以下のステップ、すなわち、
前記第1測定ステップ及び前記第2測定ステップで測定された第1電圧の値と第2電圧の値とが比較され、前記第1および第2相(A、B)に関連するインダクタンス(La、Lb)の相対値が推定されるステップと、
前記第3測定ステップ及び前記第4測定ステップで測定された第3電圧の値と第4電圧の値とが比較され、前記第1および第3相(A、C)に関連するインダクタンス(La、Lc)の相対値が推定されるステップと、
前記第5測定ステップ及び前記第6測定ステップで測定された第5電圧の値と第6電圧の値とが比較され、前記第2および第3相(B、C)に関連するインダクタンス(Lb、Lc)の相対値が推定されるステップと、を備え、
前記ロータ(3)の位置が、前記3つの相(A、B、C)のうちの2つの相に関連するインダクタンス(La、Lb、Le)の相対値と、前記ホール効果センサ(17)が送信する信号の値とに基づいて特定される、
請求項2に記載の制御方法。 - 前記所定の電圧の印加時間は、1乃至50μs、または3乃至10μsの時間間隔から選択される、
請求項7に記載の方法。 - 前記ブラシレス直流電気モータ(1)は、3つの相(A、B、C)を備え、
前記ロータ(3)のサイクルは、それぞれ6個の励磁信号に関連付けられる6個の角度部分に分割可能であり、3つの角度部分が前記ホール効果センサ(17)からの信号の第1レベルに対応し、他の3つの角度部分が前記ホール効果センサ(17)からの信号の第2レベルに対応し、前記ホール効果センサ(17)に対応する前記3つの角度部分のうち、前記ロータ(3)の位置に対応する前記角度部分が、前記電気量の測定に基づいて特定される、
請求項1乃至8のいずれかに記載の方法。 - 前記制御方法は、6個の励磁信号を備え、
各励磁信号は、第1相(A、B、C)への正電圧の供給、第2相(B、C、A)への負電圧の供給、および接地または開放した第3相(C、A、B)に対応する、
請求項1に記載の制御方法。 - -永久磁石を備えるロータ(3)と、
-電磁励磁コイルを有するステータ(5)と、
-前記ロータ(3)の所定の角度位置を検出するように構成された、少なくとも1つのホール効果センサ(17)と、
-前記ロータ(3)を回転駆動するように、前記ロータ(3)の位置に応じて所定の励磁信号を前記電磁励磁コイルに印加するように構成された制御ユニット(14)と、
を備えるブラシレス直流電気モータ(1)であって、
前記制御ユニット(14)は、また、始動時に、
-単数または複数の前記電磁励磁コイルにおける電気量であって、前記ロータ(3)の位置に応じて変化する電気量を測定するステップ(102)と、
-前記測定された電気量の値および前記少なくとも1つのホール効果センサ(17)の状態に応じて前記ロータ(3)の位置を特定するステップ(103)と、
-前記ロータ(3)の特定された位置に関連する所定の励磁信号を印加するステップ(104)と、
-次いで、前記ホール効果センサ(17)の状態変化毎に、前記所定の励磁信号のシーケンスを印加するステップ(105)と、
を実施するように構成され、
前記電磁励磁コイルは、星形配置の3つの相(A、B、およびC)を形成し、
前記電気量を測定するステップ(102)は、
-所定の電圧が第1および第2相(A、B)に関連する前記電磁励磁コイル間に印加され、前記所定の電圧が前記第2または第3相(B、C)において測定される第1測定ステップと、
-所定の電圧が前記第1および第3相(A、C)に関連する前記電磁励磁コイル間に印加され、前記所定の電圧が前記第3または第2相(B、C)において測定される第2測定ステップと、
-所定の電圧が前記第2および第3相(B、C)に関連する前記電磁励磁コイル間に印加され、前記所定の電圧が第3または第1相(A、C)において測定される第3測定ステップと、を含み、
前記ロータの位置が特定されるステップ(103)では、前記第1測定ステップで測定される前記電気量の測定値、前記第2測定ステップで測定される前記電気量の測定値、前記第3測定ステップで測定される前記電気量の測定値、及び前記少なくとも1つのホール効果センサ(17)の状態に基づいて前記ロータの位置が特定される、ブラシレス直流電気モータ(1)。 - -永久磁石を備えるロータ(3)と、
-電磁励磁コイルを有するステータ(5)と、
-前記ロータ(3)の所定の角度位置を検出するように構成された、少なくとも1つのホール効果センサ(17)と、
-前記ロータ(3)を回転駆動するように、前記ロータ(3)の位置に応じて所定の励磁信号を前記電磁励磁コイルに印加するように構成された制御ユニット(14)と、
を備えるブラシレス直流電気モータ(1)であって、
前記制御ユニット(14)は、また、始動時に、
-単数または複数の前記電磁励磁コイルにおける電気量であって、前記ロータ(3)の位置に応じて変化する電気量を測定するステップ(102)と、
-前記測定された電気量の値および前記少なくとも1つのホール効果センサ(17)の状態に応じて前記ロータ(3)の位置を特定するステップ(103)と、
-前記ロータ(3)の特定された位置に関連する所定の励磁信号を印加するステップ(104)と、
-次いで、前記ホール効果センサ(17)の状態変化毎に、前記所定の励磁信号のシーケンスを印加するステップ(105)と、
を実施するように構成され、
前記電磁励磁コイルは、星形配置の3つの相(A、B、およびC)を形成し、
前記電気量を測定するステップ(102)は、
-所定の電圧が第1および第2相(A、B)に関連する前記電磁励磁コイル間に印加され、第1電圧が前記第2相(B)において測定される第1測定ステップと、
-同じ前記所定の電圧が逆電流で前記第1および第2相(A、B)に関連する前記電磁励磁コイル間に印加され、第2電圧が前記第1相(A)において測定される第2測定ステップと、
-所定の電圧が前記第1および第3相(A、C)に関連する前記電磁励磁コイル間に印加され、第3電圧が前記第3相(C)において測定される第3測定ステップと、
-同じ前記所定の電圧が逆電流で前記第1および第3相(A、C)に関連する前記電磁励磁コイル間に印加され、第4電圧が前記第1相(A)において測定される第4測定ステップと、
-所定の電圧が前記第2および第3相(B、C)に関連する前記電磁励磁コイル間に印加され、第5電圧が前記第3相(C)において測定される第5測定ステップと、
同じ前記所定の電圧が逆電流で前記第2および第3相(B、C)に関連する前記電磁励磁コイル間に印加され、第6電圧が前記第2相(B)において測定される第6測定ステップと、を含み、
前記ロータの位置が特定されるステップ(103)では、前記第1測定ステップで測定される前記電気量の測定値、前記第2測定ステップで測定される前記電気量の測定値、前記第3測定ステップで測定される前記電気量の測定値、前記第4測定ステップで測定される前記電気量の測定値、前記第5測定ステップで測定される前記電気量の測定値、前記第6測定ステップで測定される前記電気量の測定値、及び前記少なくとも1つのホール効果センサ(17)の状態に基づいて前記ロータの位置が特定される、ブラシレス直流電気モータ(1)。 - 前記ホール効果センサ(17)は、前記ロータ(3)に連結された制御磁石(19)に関連付けられ、前記制御磁石(19)の極対の個数は、前記ブラシレス直流電気モータ(1)の極対の個数の3倍に等しい、
請求項11又は12に記載のブラシレス直流電気モータ(1)。
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